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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet thermogeformter
stapelfähiger
Behälter
und speziell die Ausbildung eines Behälters, wie zum Beispiel eines
Bechers oder eines becherartigen Artikels, der geeignet ist, mit
einem ähnlichen
Artikel ineinander gesteckt zu werden. Spezieller betrifft die vorliegende
Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform eine verbesserte
Greifbarkeit und strukturelle Intaktheit bei thermogeformten stapelfähigen Behältern.
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Hintergrund der Erfindung
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Seit
mehreren Jahrzehnten gibt es einen Zuwachs der Verwendung von Einwegbehältern durch
Verbraucher am Arbeitsplatz, in öffentlichen
Bereichen, wie zum Beispiel Parks, Stränden, Campingplätzen und dergleichen,
sowie zu Hause. Im Allgemeinen waren wegwerfbare stapelfähige Behälter aus
Schaummaterialien – z.
B. Styropor – und
isoliertem Papier ehemals die einzigen Alternativen zu Glasbehältern oder
Behältern aus
wiederverwendbarem Kunststoff. Jedoch waren in den letzten Jahren
thermogeformte Kunststoffbehälter ein
Ersatz für
die weniger umweltweltfreundlichen Schaumartikel in der Industrie.
Insbesondere die Verwendung stapelfähiger thermogeformter Behälter war
im Zunehmen. Diese thermogeformten Artikel sind außerdem bemerkenswert
nützlich
beim Aufnehmen kalter Flüssigkeiten.
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Thermoplastische
Materialien sind besonders vorteilhaft für Hersteller, da die Materialien
keine teuren Treibmittel erfordern und keine Überschichtung benötigen – was jeweils
Eigenschaften sind, die zu weniger Phasen des Herstellungsprozesses
führen.
Außerdem
sind im Allgemeinen aus diesen Materialien aufgebaute Behälter für Verbraucher
haltbarer als Papierbehälter,
weisen normalerweise einen einstückigen
Aufbau auf und sind kostengünstig
und wiederverwertbar.
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Der
Thermoformvorgang beginnt mit einem dünnen Bogen oder Netz von Material,
wie zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen, Polyester oder Polystyrol,
das eine Dicke innerhalb eines Bereichs von annähernd 8 mm bis 100 mm aufweist,
abhängig
von der Größe des herzustellenden
Behälters.
Becher und ähnliche
Artikel werden typischerweise aus einem Kunststoffbogen gebildet,
der vor dem Thermoformen eine Dicke von annähernd 30 bis 60 mm aufweist,
aber die fertigen Artikel können
nach dem Thermoformen dünner
sein. Der Bogen oder das Netz werden auf eine für das Thermoformen geeignete
Temperatur erwärmt – in einem
Bereich von annähernd
110°C bis
ungefähr
200°C für die oben
erwähnten
Materialien – und
danach einer konventionellen Formungsmaschine zugeführt, in
welcher der Vorgang unter aufgebrachten positiven und/oder negativen
Luftdruckbedingungen fortschreitet. Ein Formhohlraum wird verwendet,
um dem dünnwandigen
Behälter
einen bestimmten Gestaltungsaufbau zu verleihen, während das
Kunststoffmaterial durch Verwendung von Vakuumdruck auf einer Seite
des Artikels und/oder eines positiven Drucks auf der gegenüberliegenden Oberfläche des
Materials in die Form gezogen wird. Der Gestaltungsaufbau des Behälters kann
dekorativ sein, aber weist im Allgemeinen eine bestimmte Zweckmäßigkeit
auf – z.
B. eine Texturbildung zum Greifen und Gestaltungen zur Stapelfähigkeit
zusätzlich
zu anderen Zweckmäßigkeiten.
Der Bearbeitungszeitraum für
einen normalen Thermoformvorgang liegt typischerweise zwischen 1
und 20 Sekunden.
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Ein
Nachteil vieler existierender Becher- und Behältergestaltungen ist, dass
die runde Gestaltung nicht für
das Greifen förderlich
ist, ein Problem, dem man bei allen Bechergestaltungen begegnet,
aber besonders bei größervolumigen
Bechern. Der Benutzer muss oft mehr als einen gewünschten
Betrag an Greifdruck ausüben,
um einen Becher zu stabilisieren, der zu groß ist, um die Finger darum
zu schließen.
Zusätzlich
bewirken kalte Getränke
oft Kondensation auf der Außenseite
eines Bechers, was besonders bei glatten Kunststoffbechern ein Problem
mit dem Rutschen schafft. Obwohl dieses Rutschen selbst ein Problem
ist, kann es bei einem Becher, dem eine stabile Greifoberfläche fehlt,
verschlimmert werden. Ringförmige
Rippen können
die Reibung zwischen dem Becher und der Hand des Benutzers vergrößern, um
dabei zu helfen, das Rutschen zu verringern, aber tragen nicht dazu
bei, die mit der runden Gestaltung verbundenen Greifprobleme zu
beheben. Deshalb besteht eine Notwendigkeit, eine ergonomischere
und stabilere Greifoberfläche
für einen
thermogeformten Kunststoffbecher, besonders einen größervolumigen
Becher, bereitzustellen, während
gleichzeitig das durch Kondensation auf der Außenseite des Bechers verursachte
Rutschen verringert wird.
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Ein
weiteres Problem bei thermogeformten stapelfähigen Kunststoffbehältern ist
die strukturelle Intaktheit. Die Seitenwände dünnwandiger thermogeformter
Behälter
verbiegen oft und lenken sich leicht nach innen aus, wenn diese
durch einen Benutzer gegriffen werden. Eine Auslenkung dieser Art
kann das Volumen des Behälters
verkleinern, was ein unangenehmes Überlaufen der Flüssigkeit
bewirkt. Zusätzlich
kann eine Auslenkung der Seitenwand es schwieriger machen, den Behälter zu
greifen, sowie möglicherweise
zu Rissbildung führen.
Eine Lösung
des ermittelten Problems ist es, Aufbauten aus dickerem Material
bereitzustellen, aber dies erhöht
die Herstellungskosten. Zusätzlich
tendieren dickere Aufbauten dazu, die Stapelhöhe zwischen ineinander gesteckten
Behältern
zu vergrößern. Diese
jeweiligen Erscheinungen begrenzen die Anzahl von Behältern, die
in einem beschränkten
Bereich ineinander gesteckt werden können, und können verhindern, dass die ineinander
gesteckten Behälter
leicht getrennt werden können.
Ein weiteres, effektiveres Mittel, das in der Technik bekannt ist
und verwendet wird, ist es, ringförmige Rippen und/oder Absätze an der
Seitenwand zu bilden, die den umgebenden Bereichen der Seitenwand
erhebliche Steifheit verleihen können.
Das Bilden von Steifheitvergrößernden
Einrichtungen an der Seitenwand verhindert die mit der Verwendung
einer dickeren Seitenwand verbundenen Probleme. Jedoch ist die Erhöhung der
Festigkeit, die durch die Verwendung von Rippen und Absätzen erzielt
werden kann, begrenzt, besonders in den Mittelbereichen der Seitenwand,
wo das Greifen normalerweise erfolgt. Deshalb besteht eine Notwendigkeit,
die Festigkeit der Seitenwand eines thermogeformten Behälters weiter
zu vergrößern, während die
Verwendung dickeren Materials vermieden wird.
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Die
vorliegende Erfindung löst
diese zwei Probleme hauptsächlich
durch die Bildung von bogenförmig ausgebildeten,
längslaufenden
Aussparungen in der Seitenwand. Diese Aussparungen bieten eine ergonomische
und effektive Greifoberfläche
und vergrößern die
strukturelle Intaktheit. Jedoch können die Aussparungen Probleme
bei dem geeigneten Ineinanderstecken der Behälter schaffen, die dazu tendieren,
sich wegen des Fehlens der vollständigen Rotationssymmetrie zu
verschieben. Daher besteht ferner eine Notwendigkeit für ein Mittel,
um geeignetes Ineinanderstecken von Behältern zu gewährleisten,
die Aussparungen in ihren Seitenwänden aufweisen.
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Zusätzlich können Behälter, die
Aussparungen in ihren Seitenwänden
aufweisen, während
der Herstellung aneinander reiben. Becher werden oft ineinander
gestapelt, während
sie durch die Maschinenanlage entlang einer Linie bei bestimmten
Herstellungsprozessen transportiert werden. Die Becher können sich
während
dieser Bewegung drehen, was dazu führt, dass sie an den über und
unter ihnen gestapelten Bechern reiben. Dieses Reiben kann Abnutzungen
an dem Becher erzeugen und die Oberfläche verkratzen. Obwohl nicht alle
Herstellungsprozesse dieses Problem bereiten, kann es eine Quelle
der Beunruhigung sein, wenn Behälter
hergestellt werden, die Aussparungen in ihren Seitenwänden aufweisen.
Daher besteht eine Notwendigkeit, das Problem des durch Bewegung
und Drehung der Becher während
der Herstellung bewirkten Reibens zu lösen.
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Vorherige
Becher und Behälter
und Verfahren zur Herstellung solcher behandeln die hier erwähnten Probleme
nicht ausreichend. Das
US-Patent
Nr. 3,288,340 offenbart einen Becher, der eine Seitenwand
und eine untere Wand aufweist. Der untere Abschnitt der Seitenwand
weitet sich nach oben auf und ist mit einer Serie von dicht beabstandeten
vertikalen Rillen versehen, die hauptsächlich einem dekorativen Zweck
dienen.
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Das
britische Patent Nr. 1,461,394 offenbart
einen Becher, der mit sich vertikal erstreckenden umlaufenden Stapelmitteln
versehen ist. Der untere äußere Bereich
der Stapelmittel beinhaltet mehrere in Umfangsrichtung verteilte,
dreiecksförmige
Anliegeoberflächen,
die nach oben in Paaren von unteren radialen Schnittlinien auseinandergehen.
Der obere innere Bereich der Stapelmittel beinhaltet mehrere Paare
von hauptsächlich
trapezförmigen
inneren Aussparungsoberflächen,
die nach unten zusammenlaufen und sich von der inneren Oberfläche der
Behälterwand
nach innen erstrecken. Paare der zusammenlaufenden Aussparungsoberflächen definieren
Aussparungen zur ineinander greifenden Unterbringung komplementärer Paare
der äußeren Anliegeoberflächen eines ähnlichen
Behälters.
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Die
vorliegende Erfindung bietet eine ökonomische Lösung der
erkannten Probleme. Die vorliegende Erfindung ist vorgesehen, einen
geeigneten Gestaltungsaufbau für
dünnwandige
thermogeformte Behälter
zu bieten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Dementsprechend
stellt die vorliegende Erfindung einen Behälter gemäß Anspruch 1 bereit. Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind in den davon abhängigen
Ansprüchen
vorgesehen.
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Solch
ein Behälter
kann so thermogeformt werden, dass er eine verbesserte strukturelle
Intaktheit in den Seitenwänden
aufweist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Bei
den beigefügten
Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung bilden und bei denen
durchgehend gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Teile
zu bezeichnen, sind:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Bechers, der die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 eine
Seitendraufsicht des in 1 gezeigten Bechers;
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3 eine
Seitendraufsicht des in 1 gezeigten Bechers, der verglichen
mit 2 um 90 Grad gedreht ist;
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4 eine
obere Draufsicht des in 1 gezeigten Bechers;
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5 eine
untere Draufsicht des in 1 gezeigten Bechers;
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6 eine
Querschnittsdarstellung des in 1 gezeigten
Bechers, die entlang der Linie 1-1 in 4 genommen
ist;
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7 eine
Querschnittsdarstellung des in 1 gezeigten
Bechers, die entlang der Linie 2-2 in 4 genommen
ist;
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8 eine
fokussierte perspektivische Ansicht des unteren Endes des in 1 gezeigten
Bechers, die vergrößert ist,
um den ringförmigen
Absatz und die bogenförmigen
Abschnitte im Detail zu zeigen;
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9 eine
teilweise Querschnittsdarstellung des in 1 gezeigten
Bechers, der in einen identischen Becher gesteckt ist, die entlang
der Linie 2-2 in 4 genommen ist;
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10 eine
perspektivische Ansicht eines Bechers, der eine alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt und spitzwinklige bogenförmige Abschnitte
und konkav gekrümmte
abgeschrägte Abschnitte
aufweist;
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11 eine
Seitendraufsicht des in 10 gezeigten
Bechers;
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12 eine
obere Draufsicht des in 10 gezeigten
Bechers;
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13 eine
fokussierte perspektivische Ansicht des unteren Endes des in 10 gezeigten
Bechers, die vergrößert ist,
um den ringförmigen
Absatz und die bogenförmigen
Abschnitte im Detail zu zeigen;
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14 eine
perspektivische Ansicht eines Bechers, der ein Beispiel darstellt,
das nicht innerhalb des Umfangs der Ansprüche liegt, und der einen elliptische
Boden und keine bogenförmigen
Abschnitte aufweist;
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15 eine
untere Draufsicht des in 14 gezeigten
Bechers;
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16 eine
Seitendraufsicht des in 14 gezeigten
Bechers;
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17 eine
Seitendraufsicht des in 14 gezeigten
Bechers, die verglichen mit 16 um
90 Grad gedreht ist;
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18 eine
Querschnittsdarstellung des in 14 gezeigten
Bechers, die entlang der Linie 3-3 in 15 genommen
ist;
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19 eine
Querschnittsdarstellung des in 14 gezeigten
Bechers, die entlang der Linie 4-4 in 15 genommen
ist;
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20 eine
perspektivische Ansicht eines Bechers, der ein weiteres Beispiel
darstellt, das nicht innerhalb des Umfangs der Ansprüche liegt,
und der mehrfache Aussparungen aufweist;
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21 eine
Seitendraufsicht des in 20 gezeigten
Bechers;
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22 eine
untere Draufsicht des in 20 gezeigten
Bechers;
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23 eine
gebrochene Querschnittsdarstellung des in 20 gezeigten
Bechers, der in einen identischen Becher gesteckt ist;
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24 eine
gebrochene Querschnittsdarstellung des oberen Endes eines Bechers,
bei dem ein oberer Absatz und ein umgekehrt konisch zulaufender
oberer Abschnitt auf einem identischen Becher gestapelt sind;
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25 eine
gebrochene Seitendraufsicht des unteren Endes eines Bechers, der
eine Aussparung und einen bogenförmigen
Abschnitt aufweist, wobei der ringförmige Absatz teilweise mit
dem Bodenabsatz zusammenliegt;
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26 eine
perspektivische Ansicht eines Bechers, der eine alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei die abgeschrägten Abschnitte
flach sind und der Übergang
zwischen dem Absatz und dem bogenförmigen Abschnitt eben ist;
und
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27 eine
fokussierte perspektivische Ansicht des unteren Endes des in 26 gezeigten
Bechers, die vergrößert ist,
um den ringförmigen
Absatz und die bogenförmigen
Abschnitte im Detail zu zeigen.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Obwohl
die Erfindung für
Ausführungsformen
in vielen verschiedenen Ausbildungen empfänglich ist, beschreibt diese
Offenbarung im Detail bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
mit dem Verständnis, dass
die vorliegende Offenbarung als eine Veranschaulichung der Gesetzmäßigkeiten
der Erfindung betrachtet werden soll, und nicht beabsichtigt, die
breiten Aspekte der Erfindung auf die veranschaulichten Ausführungsformen
zu beschränken.
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Mit
allgemeinem Bezug auf die beigefügten
Figuren kann die vorliegende Erfindung leichter verstanden werden.
Der offenbarte bevorzugte Behälter
wird allgemein in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen
mit der Zahl "10" bezeichnet. Andere
Komponenten sind ähnlich
und einheitlich in der Beschreibung und den Zeichnungen durchwegs
nummeriert. Obwohl die vorliegende Erfindung besonders zur Verwendung bei
thermogeformten Bechern gestaltet ist, können auch durch andere Herstellungsprozesse
gebildete Becher und andere Arten von Behältern geeignet sein, die offenbarte
Erfindung zu verwenden und von dieser zu profitieren.
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Wie
in 1 bis 9 veranschaulicht, ist der Behälter allgemein
ein thermogeformter Becher 10, der ein durch einen ringförmigen Rand 14 definiertes
offenes oberes Ende 12, einen Boden 16 und eine
Seitenwand 18 beinhaltet, die sich zwischen dem oberen
Ende 12 und dem Boden 16 erstreckt. Die Seitenwand 18 weist
zumindest eine Aussparung 20 und einen ringförmigen Absatz 22 auf,
der zwischen der Aussparung 20 und dem Boden 16 angeordnet
ist, und der ringförmige
Absatz 22 weist zumindest einen bogenförmigen Abschnitt 23 auf.
Vorzugsweise beinhaltet der Becher 10 außerdem zumindest eine ringförmige Rippe 24 und
einen unteren Abschnitt 26, der sich zwischen dem ringförmigen Absatz 22 und
dem Boden 16 erstreckt und zumindest einen abgeschrägten Abschnitt 27 aufweist,
der mit der Aussparung 20 ausgerichtet ist.
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Das
obere Ende 12 des Bechers 10 ist eine hauptsächlich kreisförmige Öffnung 13,
die durch einen ringförmigen
Rand 14 definiert wird, wie in 1 und 4 gezeigt.
Der Rand 14 ist vorzugsweise dicker und in Richtung auf
die Außenseite
des Bechers 10 gerollt, was eine allgemeine Charakteristik
thermogeformter Trinkbecher ist. Der gerollte Rand 14 bildet
eine glatte Oberfläche
zum Kontakt mit dem Mund eines Benutzers und verleiht dem oberen
Ende 12 des Bechers 10 auch eine erhöhte Festigkeit
und Steifheit. Obwohl ein gerollter Rand 14 bevorzugt wird,
können
andere bekannte Randaufbauten gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet
werden.
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Wie
in 5 und 8 veranschaulicht, ist der Boden 16 mit
dem unteren Abschnitt 26 der Seitenwand 18 verbunden
und ist hauptsächlich
eine runde Scheibe mit abgeschrägten
Rändern 30 und
einer kreisförmigen
Aussparung 32 in der Mitte. Die Form des Bodens 16 muss
nicht rund sein, da eine Vielzahl von anderen Formen effektiv funktionieren
wird. Zusätzlich
kann die Aussparung 32 nicht kreisförmig oder alternativ überhaupt
nicht vorhanden sein. Besonders muss die Form des oberen Endes 12 nicht
dieselbe wie die des Bodens 16 sein. Bei einer Ausführungsform
des Bechers 110 ist der Boden 116 elliptisch und
das obere Ende 112 kreisförmig. Bei der bevorzugten Ausführungsform
weist der Boden 16 abgeschrägte Ränder 30 auf, die den
abgeschrägten
Abschnitten 27 des unteren Abschnitts 26 der Seitenwand 18 entsprechen
(nachfolgend erörtert).
Vorzugsweise sind die abgeschrägten
Ränder 30 konkav
gekrümmt,
wie in 1 und 8 gezeigt. Alternativ können die
abgeschrägten
Ränder 30 gerade
sein, wie in 26 und 27 gezeigt,
oder eine andere Form annehmen, aber ihre Form ist allgemein von
der Form der abgeschrägten
Abschnitte 27 des unteren Abschnitts 26 abhängig. Die
Aussparung 32 in der Mitte des Bodens 16 verbessert
die Steifheit des Bodens 16 und bietet eine stabilere und
ausgeglichenere Oberfläche
zum Ruhen auf einer anderen Oberfläche. Der Boden 16 ist
um seinen gesamten Umfang herum mit der Seitenwand 18 verbunden,
wodurch ein Bodenabsatz 34 gebildet wird.
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Die
Seitenwand 18 verbindet das obere Ende 12 mit
dem Boden 16, erstreckt sich zwischen dem oberen Ende 12 und
dem Boden 16 und bildet den Hauptteil des Behälters. Die
Seitenwand 18 ist hauptsächlich zylindrisch, wie in 1 bis 7 gezeigt,
und, da die Öffnung 13 allgemein
größer als
der Boden 16 ist, läuft die
Seitenwand 18 von dem oberen Ende 12 zu dem Boden 16 konisch
zu. Mit anderen Worten ist der Durchmesser des durch die Seitenwand 18 gebildeten
Zylinders nahe dem oberen Ende 12 größer und nimmt ab, wenn man
dem Boden 16 näher
kommt, wodurch eine frustokonische Form geschaffen wird. Jedoch
weist, wie nachfolgend erörtert,
der untere Abschnitt 26 der Seitenwand 18 vorzugsweise
eine entgegengesetzte Abschrägung
relativ zu dem Rest der Seitenwand 18 auf. Die Form der
Seitenwand 18 wird größtenteils
durch die Formen und Größen des
oberen Endes 12 und des Bodens 16 bestimmt und
daher kann die Seitenwand 18 eine von einer Vielfalt von
anderen Formen aufweisen. Die Seitenwand 18 weist mehrere
charakteristische Merkmale auf, einschließlich einer oder mehrerer Aussparungen 20,
eines ringförmigen
Absatzes 22, eines unteren Abschnitts 26, der
den ringförmigen
Absatz 22 mit dem Boden 16 verbindet, und einer
oder mehrerer ringförmiger
Rippen 24, 28.
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Alternativ
kann die Seitenwand 18 einen oberen Absatz 46 enthalten,
der einen oberen Abschnitt 48 schafft, der sich zwischen
dem oberen Absatz 46 und dem oberen Ende 12 des
Behälters
erstreckt. Der obere Abschnitt 48 läuft vorzugsweise entgegengesetzt
zu dem Rest der Seitenwand 18 konisch zu, wie in 24 veranschaulicht.
Mit anderen Worten ist der Durchmesser des oberen Abschnitts 46 an
dem oberen Absatz 46 größer als
an dem oberen Ende 12 des Behälters 10. Die umgekehrte
Abschrägung
des oberen Abschnitts 48 bietet ein Mittel zum Stapeln
mehrerer Becher 10, wie in 24 gezeigt.
Bei dieser Ausführungsform
muss der untere Abschnitt 26 nicht umgekehrt konisch zulaufend
sein und kann entweder völlig
fehlen oder nur unter den bogenförmigen
Abschnitten 23 vorhanden sein.
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In
der in 1 bis 9 gezeigten bevorzugten Ausführungsform
weist die Seitenwand 18 zwei Aussparungen 20 auf.
Diese Aussparungen 20 sind längslaufend, d. h. sie weisen
eine viel größere vertikale
Abmessung (senkrecht zu dem Boden 16) als eine Umfangsabmessung
auf. Die Aussparungen 20 sind vorzugsweise bogenförmig ausgebildet
und den Umfang betreffend in Richtung auf das obere Ende 12 und
das untere Ende breiter und in der Mitte schmaler. Ferner sind die
bevorzugten Aussparungen 20 glatt und konkav und krümmen sich
in Richtung auf die Mitte des Bechers 10 nach innen. Vorzugsweise
ist die Höhlung
der Aussparungen 20 relativ zu dem Rest der Seitenwand 18 tiefer
nahe dem oberen Ende der Aussparungen 20, wodurch eine
Mulde 21 in jeder Aussparung gebildet wird, wie in 7 veranschaulicht.
Die Aussparungen 20 fangen näher bei dem oberen Ende 12 des
Bechers 10 an und schließen vorzugsweise bei dem ringförmigen Absatz 22 ab.
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Obwohl
die obigen Charakteristiken bevorzugt sind, können die Aussparungen 20 jede
von einer Vielfalt verschiedener Formen annehmen. Zum Beispiel sind,
obwohl die Aussparungen 20 vorzugsweise längslaufend
und bogenförmig
ausgebildet sind, diese Charakteristiken nicht notwendig. Außerdem können der Grad
oder die Glattheit der Wölbung
der Aussparungen 20 variieren und müssen die Mulden 21 nicht
vorhanden sein. Alternativ können
die Aussparungen 20 nicht konkav sein, sondern nahe den
Rändern
der Aussparungen 20 tief ausgespart und eine leichte konvexe
Wölbung
aufweisen. Die Oberfläche
der Aussparungen 20 kann Kanten oder Vorsprünge (wie
zum Beispiel einen Aufdruck) aufweisen, um das Greifen zu verbessern, anstatt
glatt zu sein. Zusätzlich
können
sich die Aussparungen 20 überall auf der Seitenwand 18 befinden
und müssen
nicht an dem ringförmigen
Absatz 22 abschließen.
Die Aussparungen 20 können
vollständig
oberhalb des ringförmigen
Absatzes 22 existieren oder durch den ringförmigen Absatz 22 hindurchtreten
und sich zu dem Boden 16 erstrecken. Zuletzt kann der Becher 10 eine
beliebige Anzahl von Aussparungen 20 aufweisen. Bei einer
nachfolgend erörterten
Ausführungsform
weist der Becher 10 nicht weniger als 20 oder mehr Aussparungen 20 auf.
Diese Aussparungen 20 dienen dem doppelten Zweck des Vorsehens
einer ergonomischen Greifoberfläche
für den
Benutzer und, wie nachfolgend erörtert,
der erheblichen Erhöhung
der Festigkeit und Steifheit der Seitenwand 18.
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Der
ringförmige
Absatz 22 existiert zwischen den Aussparungen 20 und
dem Boden 16, wie in 2, 5 und 8 gezeigt.
Der ringförmige
Absatz 22 ist im Allgemeinen kreisförmig, außer den bogenförmigen Abschnitten 23,
die an die Aussparungen 20 angrenzen. Alternativ kann der
ringförmige
Absatz 22 eine andere Form annehmen, wie zum Beispiel eine
elliptische Form bei einer Ausführungsform.
Vorzugsweise befindet sich die gesamte Aussparung 20 auf
der entgegengesetzten Seite des ringförmigen Absatzes 22 wie
der Boden 16 und schließt die Aussparung 20 an
dem ringförmigen
Absatz 22 ab. Mit anderen Worten existiert die Aussparung 20 nur
auf einer Seite des ringförmigen
Absatzes 22 und endet die Aussparung 20 an dem
Kontaktpunkt zwischen der Aussparung 20 und dem ringförmigen Absatz 22.
Jedoch können,
wie oben angemerkt, die Aussparungen 20 durch den ringförmigen Absatz 22 hindurchtreten,
also wird der Absatz 22 noch als zwischen der Aussparung 20 und
dem Boden 16 existierend betrachtet, so lange sich ein
Abschnitt der Aussparung 20 auf der Seite des Absatzes 22 entgegengesetzt
zu dem Boden 16 befindet.
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Bei
dem in 1 bis 9 veranschaulichten Becher 10 beinhaltet
der Absatz 22 zwei bogenförmige Abschnitte 23,
die mit den zwei Aussparungen ausgerichtet sind. Der Absatz 22 kann
eine beliebige Anzahl von bogenförmigen
Abschnitten 23 enthalten und vorzugsweise weist der Absatz 22 einen
bogenförmigen
Abschnitt 23 entsprechend jeder Aussparung 20 auf.
Die bogenförmigen
Abschnitte 23 sind vorzugsweise glatt gekrümmt mit
einem scharfen Übergang 36 zwischen
jedem bogenförmigen
Abschnitt 23 und dem Rest des ringförmigen Absatzes 22,
wie in 1, 2 und 8 gezeigt.
Jedoch ist dies keine erforderliche Charakteristik. Zum Beispiel
weisen die in 11 und 13 gezeigten
bogenförmigen
Abschnitte 23 einen scharfen Übergang 36 und eine
vieleckige Form auf, während
die in 26 und 27 gezeigten
bogenförmigen
Abschnitte 23 einen glatten Übergang 36 und eine
glatt gekrümmte
Form aufweisen. Die bogenförmigen
Abschnitte 23 können
auch rechteckig oder dreieckig sein oder irgendeine andere Form
aufweisen, welche die hier ausgedrückten Funktionen erfüllt. Ferner
müssen
die bogenförmigen
Abschnitte 23 nicht mit den Aussparungen ausgerichtet sein
und könnten
anderswo auf dem ringförmigen
Absatz 22 angeordnet sein, zum Beispiel an einer Position,
die um 90 Grad um den Umfang der Seitenwand 18 von den
Aussparungen 20 versetzt ist. Schließlich ist der ringförmige Absatz 22 vorzugsweise
vollständig
von dem Boden 16 durch den unteren Abschnitt 26 der
Seitenwand 18 getrennt. Jedoch kann der ringförmige Absatz 22 an
dem unteren Ende der Seitenwand 18 liegen und die Seitenwand 18 direkt
mit dem Boden 16 verbinden, wobei der untere Abschnitt 26 entweder
völlig
fehlt oder nur lückenhaft
vorliegt, wo der ringförmige
Absatz 22 sich erhöht,
um die bogenförmigen
Abschnitte 23 zu bilden, wie in 25 veranschaulicht.
Mit anderen Worten kann der ringförmige Absatz 22 entweder
vollständig
oder zum Teil mit dem Bodenabsatz 34 zusammenliegen, der
die Seitenwand 18 mit dem Boden 16 verbindet.
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Die
Seitenwand 18 des in 1 bis 9 veranschaulichten
Bechers 10 weist einen unteren Abschnitt 26 auf,
der den ringförmigen
Absatz 22 von dem Boden 16 trennt und zwei abgeschrägte Abschnitte 27 beinhaltet,
die mit den Aussparungen 20 ausgerichtet sind. Der untere
Abschnitt 26 ist im Allgemeinen ringförmig oder zylindrisch und ist
vorzugsweise entgegengesetzt zu dem Rest der Seitenwand 18 konisch
zulaufend oder aufgeweitet, im Allgemeinen, um ein Stapelmittel
für mehrere
ineinander gesteckte Becher 10 zu bieten. Mit anderen Worten
ist der Durchmesser des unteren Abschnitts 26 nahe dem
ringförmigen
Absatz 22 etwas kleiner als der Durchmesser an dem Boden 16.
Der in 5 und 8 veranschaulichte untere Abschnitt 26 ist
im Allgemeinen kreisförmig,
aber kann eine unterschiedliche Form annehmen. Bei einer Ausführungsform ist
der untere Abschnitt 26 elliptisch. Der untere Abschnitt 26 ist
typischerweise steifer als der Rest der Seitenwand 18,
weil der ringförmige
Absatz 22 und der Bodenabsatz 34 dem unteren Abschnitt 26 Festigkeit
verleihen. Schließlich
kann, wie oben beschrieben und in 25 gezeigt,
der untere Abschnitt 26 vollständig fehlen oder nur lückenhaft
unterhalb der bogenförmigen
Abschnitte 23 des ringförmigen
Absatzes 22 vorhanden sein, wenn der ringförmige Absatz 22 gänzlich oder
teilweise mit dem Bodenabsatz 34 zusammenliegt.
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Der
untere Abschnitt 26 weist vorzugsweise zwei abgeschrägte Abschnitte 27 auf,
die an die bogenförmigen
Abschnitte 23 des ringförmigen
Absatzes 22 und der Aussparungen 20 angrenzen
und mit diesen ausgerichtet sind. Eine beliebige Anzahl von abgeschrägten Abschnitten 27 kann
vorhanden sein oder die abgeschrägten
Abschnitte 27 können
vollständig
fehlen, aber vorzugsweise weist der untere Abschnitt 26 einen abgeschrägten Abschnitt 27 entsprechend
jeder Aussparung 20 auf. Vorzugsweise erstrecken sich die
abgeschrägten
Abschnitte 27 von dem Boden zu dem ringförmigen Absatz 22,
aber die abgeschrägten
Abschnitte 27 können
sich alternativ nur über
einen Teil der Entfernung zwischen dem Boden 16 und dem
ringförmigen Absatz 22 erstrecken.
Bei dem bevorzugten Behälter
sind die abgeschrägten
Abschnitte 27 konkav gekrümmt, wie in 1 und 8 gezeigt,
aber diese Charakteristik ist nicht erforderlich. Zum Beispiel können die
abgeschrägten
Abschnitte 27 flach sein, wie in 26 und 27 gezeigt,
oder konvex gekrümmt
oder könnten eine
andere Form annehmen, wie zum Beispiel eine vieleckige Form. Alternativ
könnten
der Boden und der untere Abschnitt elliptisch geformt sein, um effektiv
abgeschrägte
Abschnitte ohne stumpfe Winkel zu schaffen. Schließlich können, wenn
die bogenförmigen
Abschnitte 23 nicht mit den Aussparungen 20 ausgerichtet
sind, die abgeschrägten
Abschnitte 27 entweder mit den bogenförmigen Abschnitten 23 oder
den Aussparungen 20 oder mit beiden ausgerichtet sein.
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Der
Becher 10 weist vorzugsweise einen Stapelabsatz auf, im
Allgemeinen um ein Stapelmittel für mehrere ineinander gesteckte
Becher 10 zu bieten. Die Verwendung einer Vielfalt von
verschiedenen Arten von Stapelabsätzen ist in der Technik der
Herstellung thermogeformter Becher wohlbekannt. Ein Stapelabsatz kann
ein Stapelmittel für
mehrere ineinander gesteckte Becher 10 auf eine Vielfalt
von Arten bieten, indem er einen Kontaktpunkt vorsieht, an dem ein
unterer Becher 10 eine Kraft ausübt, um einen oberen Becher 10,
der in den unteren Becher 10 gesteckt ist, zu halten. Dies
wird im Allgemeinen erreicht, weil der durch den Stapelabsatz bewirkte
schnelle Wechsel des Durchmessers des Bechers zu einem Kontaktpunkt
zwischen der äußeren Oberfläche 42 des
oberen Bechers 10 und der inneren Oberfläche 40 des
unteren Bechers 10 führt.
Der Kontaktpunkt kann zum Beispiel zwischen dem Stapelabsatz eines
Bechers und dem oberen Ende 12, dem Boden 16 oder
dem Stapelabsatz eines anderen Bechers geschaffen werden, wodurch
eine direkte vertikale Halterung geboten wird. Alternativ kann der
Kontaktpunkt eine Halterung durch Reibungskraft zwischen den Seitenwänden 18 von
zwei Bechern 10 anstelle der direkten Halterung bieten.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
wirkt der ringförmige
Absatz 22 als ein Stapelabsatz. Dieses Merkmal ist zum
Beispiel in 23 veranschaulicht, wo ein Abschnitt
des Bodens 216 auf der inneren Oberfläche 240 des ringförmigen Absatzes 222 sitzt,
wenn ein Becher 210 in einen zweiten identischen Becher 210 gesteckt
ist. Wie gezeigt, hilft die umgekehrte Abschrägung des unteren Abschnitts 226 dabei,
ein effektiveres Stapelmittel zu bieten, indem sie dem Boden 216 ermöglicht,
einen größeren Durchmesser
als der ringförmige Absatz 222 aufzuweisen.
Alternativ kann der Becher 10 einen anderswo angeordneten
Stapelabsatz aufweisen, wie in der Technik bekannt ist. Der Stapelabsatz
kann nahe dem oberen Ende 12 des Bechers angeordnet sein,
wie in 24 veranschaulicht, wo der obere
Absatz 46 als ein Stapelabsatz wirkt. Obwohl der in 24 gezeigte
Becher 10 einen umgekehrt konisch zulaufenden oberen Abschnitt 48 enthält, der
dabei hilft, ein Stapelmittel zu bieten, muss der obere Abschnitt 48 nicht
umgekehrt konisch zulaufend sein, um effektiv zu funktionieren.
Andere Verfahren der Verwendung eines Stapelabsatzes, um ein Stapelmittel
für mehrere
ineinander gesteckte Becher 10 zu bieten, sind in der Technik
bekannt.
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Mehrfache
ringförmige
Rippen 24, 28 sind in der Seitenwand 18 beinhaltet,
um ihr Festigkeit zu verleihen, wie in 1 bis 3 veranschaulicht.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
weist die Seitenwand 18 drei ringförmige Rippen 24, 28 auf:
zwei dicht beabstandete Rippen 28 nahe dem oberen Ende 12 und
eine einzelne mittlere Rippe 24 annähernd an dem oberen Ende der
Aussparung 20. Die mittlere Rippe 24 enthält vorzugsweise
zwei gekrümmte
Abschnitte 25, die mit den Aussparungen 20 ausgerichtet
sind. Wenn eine unterschiedliche Anzahl von Aussparungen 20 vorhanden
ist, beinhaltet die Rippe 24 vorzugsweise einen gekrümmten Abschnitt 25 entsprechend
jeder Aussparung 20. Alternativ können die gekrümmten Abschnitte 25 nicht
vorhanden sein, besonders wenn sich die Rippe 24 näher bei
dem oberen Ende 12 des Bechers 10 befindet, und
müssen
sich nicht um das obere Ende der Aussparung 20 herum krümmen. Bei
anderen Ausführungsformen
kann eine größere oder
kleinere Anzahl von Rippen 24, 28 vorhanden sein.
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Wie
in 6 und 7 veranschaulicht, weist die
Seitenwand 18 eine innere Oberfläche 40 und eine äußere Oberfläche 42 auf.
Die meisten der oben erwähnten
Komponenten des Bechers 10 befinden sich auf der äußeren Oberfläche 42.
Die innere Oberfläche 40 beinhaltet
einen erhöhten
Vorsprung 44, der mit dem bogenförmigen Abschnitt 23 zusammenwirkend
bemessen ist, so dass der erhöhte
Vorsprung 44 in den bogenförmigen Abschnitt 23 eines
zweiten identischen Behälters
passt, wenn der zweite Behälter
innerhalb des ersten Behälters
platziert wird. Bei einem dünnwandigen
thermogeformten Becher 10, wie zum Beispiel der bevorzugten
Ausführungsform,
ist der erhöhte
Vorsprung 44 der auf der inneren Oberfläche 40 der Seitenwand 18 gebildete
umgekehrte Vorsprung, wenn die Seitenwand 18 sich biegt,
um den bogenförmigen
Abschnitt 23 zu bilden. Daher werden bei der bevorzugten
Ausführungsform
der bogenförmige
Abschnitt 23 und der erhöhte Vorsprung 44 leicht
mit beinahe identischen Abmessungen ausgebildet. Bei einem dickerwandigen
Behälter kann
der erhöhte
Vorsprung 44 eine von dem bogenförmigen Abschnitt 23 getrennte
Struktur sein.
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Die
zusammenwirkende Bemessung des erhöhten Vorsprungs 44 und
des bogenförmigen
Abschnitts 23 ist ein Mittel, um zu gewährleisten, dass zwei Becher 10 geeignet
ineinander gesteckt werden können. Solch
ein Mittel zur Gewährleistung
eines geeigneten Ineinandersteckens ist von entscheidender Wichtigkeit in
der Industrie thermogeformter Becher. Standardmäßige zylindrische thermogeformte
Becher können
leicht ineinander gesteckt werden, weil sie alle rotationssymmetrisch
zueinander sind, d. h. egal, wie der Becher um eine mittlere Längsachse
gedreht wird, wird er identisch erscheinen. Zusätzlich werden Becher mit nicht
symmetrischen Seitenwandmerkmalen, wie zum Beispiel vertikalen Rippen,
Aussparungen oder Erhebungen, sich leicht ineinander stecken lassen,
vorausgesetzt, die Tiefe der nicht symmetrischen Merkmale ist kleiner
als die Breite des Luftspalts, der zwischen zwei ineinander gesteckten
Bechern existiert. Jedoch zerstört
das Hinzufügen
von tieferen Aussparungen 20 diese Rotationssymmetrie und
die Aussparungen 20 werden sich normalerweise nicht miteinander
ausrichten, wenn die Becher 10 zufällig gestapelt werden, was
Schwierigkeiten mit dem Ineinanderstecken schafft. Deshalb ist ein
Mittel zur Gewährleistung
eines geeigneten Ineinandersteckens notwendig, so dass all die Becher 10 in
einem gegebenen Stapel dicht und symmetrisch ineinander gesteckt
sind. Die zusammenwirkende Bemessung des erhöhten Vorsprungs 44 und
des bogenförmigen
Abschnitts 23 erreicht dies, indem sie den oberen Becher 10 an
seinem Platz "sichert", wenn er auf einem
unteren Becher 10 gestapelt ist, wodurch verhindert wird,
dass der obere Becher sich dreht und fehlausgerichtet wird. Um diese
Funktion zu erfüllen,
sind nur ein erhöhter
Vorsprung 44 und ein bogenförmiger Abschnitt 23 notwendig.
Eine Erhöhung
der Anzahl von erhöhten
Vorsprüngen 44 und
bogenförmigen
Abschnitten 23 kann eine größere Anzahl von Ineinandersteckpositionen
schaffen, vorausgesetzt, dass sie gleich weit entfernt um den Umfang
der Seitenwand 18 herum beabstandet sind, wodurch das Ineinanderstecken
der Becher 10 weiter verbessert wird.
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Ein
anderes Mittel zur Gewährleistung
eines geeigneten Ineinandersteckens ist es, den Boden 116, den
unteren Abschnitt 126 und den ringförmigen Absatz 22 elliptisch
statt kreisförmig
auszubilden, wie in 15 gezeigt. Anders als ein Kreis,
der vollkommen rotationssymmetrisch ist, wird eine Ellipse nicht
symmetrisch auf einer identischen gedrehten Ellipse sitzen. Deshalb
fördern,
wenn Becher 110 mit elliptischen unteren Enden gestapelt
werden, die elliptischen Formen eine symmetrische Ausrichtung jedes
Bechers 110 auf dem nächsten,
da die Becher 110 nicht geeignet zusammenpassen werden,
sofern sie nicht im Wesentlichen miteinander ausgerichtet sind.
Die Verwendung eines elliptischen Bodens 160 kann weniger
effektiv als die bogenförmigen
Abschnitte 23 und die erhöhten Vorsprünge 44 bei der Gewährleistung
eines geeigneten Ineinandersteckens sein, jedoch können andere
Faktoren die Verwendung eines elliptischen Bodens 116 begünstigen.
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Ein
drittes Mittel zur Gewährleistung
eines geeigneten Ineinandersteckens ist die Verwendung einer größeren Anzahl
von Aussparungen 220, die gleichmäßig auf der äußeren Oberfläche 242 der
Seitenwand 218 beabstandet sind und tiefer in den Becher 210 hineinragen als
die Aussparungen 220 der bevorzugten Ausführungsform,
wie in 20 bis 23 gezeigt.
Die Vorsprünge
der Aussparungen 220 auf der inneren Oberfläche 240 der
Seitenwand 218 bilden Kanten 243, die innerhalb
der Aussparungen 220 sitzen werden, wenn die Becher 210 zusammen
gestapelt werden, wie in 23 gezeigt.
Die gleich weite Beabstandung einer Anzahl von Aussparungen 220 um
den Umfang der Seitenwand 218 herum schafft eine Anzahl
von verschiedenen Positionen, die geeignetes Ineinanderstecken bewirken.
Dementsprechend kann wenig Beeinflussung erforderlich sein, um den
Becher 210 geeignet zu stapeln. Im Gegensatz zu den ersten
zwei Mitteln zur Gewährleistung
eines geeigneten Ineinandersteckens, die den Becher in eine von
einer kleinen Anzahl geeigneter Stapelpositionen "drängen", "ermöglicht" das dritte Mittel
dem Becher 210, geeignet gestapelt zu werden, indem es
eine Anzahl von verschiedenen Positionen vorsieht, in denen der
Becher 210 geeignet gestapelt werden wird. Es existieren
noch weitere Mittel zur Gewährleistung
eines geeigneten Ineinandersteckens.
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Die
vorliegende Erfindung weist den zusätzlichen Vorteil auf, dass
die Bewegung und Abnutzung der Becher 10 während der
Herstellung eingeschränkt
wird. Wie oben ausgeführt,
können
Bewegung und Drehung der Becher 10 während der Herstellung bewirken,
dass die Becher 10 aneinander reiben. Das Mittel zur Gewährleistung
eines geeigneten Ineinandersteckens beschränkt auch die Drehung der Becher 10 innerhalb
von einander während
der Herstellung, genau so wie es dies tut, wenn die Becher 10 bei
gewerblicher oder privater Verwendung zusammengestapelt sind. Sobald
die Becher 10 in einer geeigneten Stapelposition "gesichert" sind, drehen sie
sich nicht innerhalb von einander oder reiben aneinander. Daher
bietet das Mittel zur Gewährleistung
eines geeigneten Ineinandersteckens einen zusätzlichen Vorteil bei der Herstellung
von thermogeformten Bechern 10, die längslaufende Aussparungen 20 aufweisen.
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Viele
Merkmale der Seitenwand 18 vergrößern die Festigkeit und Steifheit
der Seitenwand 18, was ermöglicht, die Seitenwand 18 dünner auszubilden,
wodurch möglicherweise
Gewicht und Kosten verringert werden. Die Verwendung eines verdickten
gerollten Rands 14, ringförmiger Rippen 24, 28 und
ringförmiger
Absätze 22,
um Festigkeit und Steifheit zu erhöhen, ist in der Technik bekannt.
Die vorliegende Erfindung erreicht größere Festigkeit und Steifheit
durch die Verwendung von Aussparungen 20 in der Seitenwand 18 sowie
dieser bekannten Mittel. Längslaufende
Aussparungen 20 helfen, die Steifheit durch Unterbrechen
der durch die äußere Kraft,
in diesem Fall die Hand des Benutzers, auf die Seitenwand 18 übertragenen Energie
zu erhöhen. Indem
die übertragene
Energie unterbrochen und verhindert wird, dass sie durch die Seitenwand 18 fließt, beschränken die
Aussparungen 20 den Bereich der Seitenwand 18,
der in Reaktion auf die Kraft "nachgibt", wodurch Festigkeit
und Steifheit vergrößert werden.
Es wurde entdeckt, dass längslaufende
Aussparungen 20, wie zum Beispiel die bei der vorliegenden
Erfindung verwendeten, mehr Festigkeitsvergrößerung bieten, wenn sie konkav
und bogenförmig
ausgebildet sind. Daher sind die längslaufenden Aussparungen 20 des
bevorzugten Bechers 10 konkav und bogenförmig ausgebildet.
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Verbesserte
Festigkeit und strukturelle Intaktheit widerstehen einer Auslenkung
eines Behälters
nach innen, die das Volumen des Behälters verkleinern kann, was
das unangenehme Überlaufen
einer Flüssigkeit bewirkt.
Um die verbesserte Festigkeit und strukturelle Intaktheit der vorliegenden
Erfindung und ihrer Ausführungsformen
zu zeigen, wurde eine Auslenkungsanalyse der Seitenwand 18 durchgeführt und
mit der eines standardmäßigen runden
thermogeformten Bechers verglichen. Diese Behälter unterscheiden sich unwesentlich
in der thermoplastischen Dicke und werden allgemein als von 10 mm
bis 40 mm eingeschätzt.
Die Ergebnisse dieser Analyse wurden durch eine standardisierte
Vorgehensweise in dem Gebiet thermogeformter Behälter erhalten. Diese Vorgehensweise
wird nachfolgend beschrieben, wobei ihre entsprechenden Ergebnisse in
Tabellen I und II veranschaulicht sind.
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Die
für diese
standardisierte Vorgehensweise bevorzugten Materialien beinhalten
(1) mehrere standardmäßige runde
thermogeformte Becher, (2) mehrere hier als die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung festgelegte Becher, die längslaufende
Aussparungen 20 aufweisen, (3) einen Chatillon DFGS digitalen
Kraftmesser, (4) einen Chatillon TCD-200 Spannungs- und Drucktester,
(5) eine Behältersteifheitshalterung
und (6) Chatillon Autotest-Software.
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Diese
standardisierte Vorgehensweise beinhaltet das Anordnen der Vorrichtung
und die Analyse. Speziell (1) die Anbringung der Behältersteifheitshalterung
an dem Drucktester auf eine ebene Weise, (2) Ausrichten der Behälteranbringungshalterung,
um eine Testauslenkung bei zwei Dritteln der Höhe eines Behälters zu ermöglichen,
welche der am Häufigsten
gegriffene Bereich während
der Verwendung ist, (3) auf Null setzen der entsprechenden Messer,
(4) Festlegen der Auslenkungsgrenze auf einen viertel Inch, und
(5) Festlegen der Bewegungsgeschwindigkeiten der Auslenkungsvorrichtung.
Außerdem
beinhaltet die Analyse der Auslenkung der Seitenwand 18 (1)
Platzieren einer ersten Probe in der Behälteranbringungshalterung, (2)
langsames Absenken des Fühlers
des Kraftmessers auf die Proben und (3) Lesen und Aufnehmen des
maximalen Kraftwerts auf dem Messer, wenn die Seitenwand 18 der
Probe einen viertel Inch ausgelenkt wird, was die Grenze der Auslenkung
ist. Diese Vorgehensweise wird dupliziert, wie es für Analyse
und Untersuchung notwendig ist. Es sollte angemerkt werden, dass
der hier veranschaulichte Testvorgang an einem thermogeformten Becher durchgeführt wurde,
der eine nominelle Kapazität
von 18 oz. aufweist. Obwohl Behälter
verschiedener Größen unterschiedliche
Testergebnisse liefern könnten,
werden ähnliche
Ergebnisse für
Behälter
anderer gewöhnlicher
Größen erwartet.
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Tabelle
I beinhaltet die Daten, die durch Testen der Auslenkung an Punkt
A, wie in 3 gezeigt, erhalten wurden.
Punkt A befindet sich auf dem blanken Abschnitt der Seitenwand 18 an
einer Stelle bei zwei Dritteln der Höhe des Bechers 10 und
zwischen den zwei Aussparungen 20. Das "durchschnittliche Behältergewicht" gibt das durchschnittliche
Gewicht beider Behältersätze wieder.
In ähnlicher
Weise gibt die "durchschnittliche
Behälterkraft" die durchschnittliche
Kraft wieder, bei der die Behälterseitenwand 18 einen
viertel Inch ausgelenkt wurde. Diese zwei Größen bestimmen das "Verhältnis", das lediglich die
durchschnittliche Behälterkraft
geteilt durch das durchschnittliche Behältergewicht ist.
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Schließlich veranschaulicht
die "Verhältnisänderung" die Verbesserung
des Kraft-zu-Gewicht-Verhältnisses,
die durch die vorliegende Erfindung erreicht wird. Tabelle I: Punkt A auf der Seitenwand
| Behälterart | Durchschnittliches Behältergewicht | Durchschnittliche Behälterkraft | Verhältnis | Verhältnisänderung |
| Standard | 0,462
oz. | 16,2
oz. | 35,1 | N/A |
| Ausführungsformen | 0,473 oz. | 17,4 oz. | 36,8 | 1,7 |
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Diese
Daten geben eine deutliche Verbesserung der strukturellen Intaktheit
des Hauptkörpers
der Seitenwand 18 des Bechers 10 der vorliegenden
Erfindung wieder. Die vorliegende Erfindung schafft eine Vergrößerung des
Kraft-zu-Gewicht-Verhältnisses
um 4,8%, verglichen mit einem standardmäßigen Becher: (1,7 – 35,1) × 100% =
4,8%
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Deshalb
werden Behälter,
die den offenbarten Aufbau verwenden, einschließlich alternativer Ausführungsformen,
eine allgemeine Erhöhung
der Festigkeit und strukturellen Intaktheit an jedem Punkt auf der
Seitenwand 18 bieten. Abhängig von den speziellen Merkmalen
des Bechers 10 (besonders der Anzahl, Größe, Position
und Tiefe der Aussparungen 20) und der Position des Testpunkts,
kann diese Erhöhung
der Festigkeit von einer etwas kleineren Erhöhung (3–4%) zu einer viel größeren Erhöhung variieren.
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Die
merklichste Erhöhung
der strukturellen Intaktheit tritt innerhalb der Aussparungen 20 selbst
auf. Tabelle II beinhaltet die Daten, die durch Testen der Auslenkung
an dem in 2 gezeigten Punkt B erhalten wurden.
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Punkt
B befindet sich innerhalb einer der längslaufenden Aussparungen
20 auf
der Seitenwand
18 an einem Punkt bei zwei Dritteln der
Höhe des
Bechers
10 und auf der Mittellinie der Aussparung
20.
Die strukturelle Intaktheit der Seitenwand
18 in den Aussparungen
20 ist
entscheidender, da der Becher
10 so gestaltet ist, dass
die Hand des Benutzers Druck auf die Aussparungen
20 ausübt, wenn
der Becher
10 gegriffen wird. Tabelle II: Punkt B in Aussparung
| Behälterart | Durchschnittliches Behältergewicht | Durchschnittliche Behälterkraft | Verhältnis | Verhältnisänderung |
| Standard | 0,462
oz. | 16,3
oz. | 35,3 | N/A |
| Ausführungsformen | 0,473 oz. | 24,0 oz. | 50,7 | 15,4 |
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Diese
Daten geben klar eine erhebliche Verbesserung der strukturellen
Intaktheit bei der vorliegenden Erfindung wieder. Die vorliegende
Erfindung und ihre Ausführungsformen
zeigen eine erhebliche Verbesserung der strukturellen Intaktheit,
wie durch einen Anstieg des Kraft-zu-Gewicht-Verhältnisses
um 43,6% bewiesen wird: (15,4 – 35,3) × 100% =
43,6%
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Deshalb
werden Behälter,
die den offenbarten Aufbau verwenden, einschließlich alternativer Ausführungsformen,
eine drastische Erhöhung
der Festigkeit und strukturellen Intaktheit in den Aussparungen 20, verglichen
mit einem Behälter
ohne Aussparungen 20, bieten. Wiederum kann, abhängig von
den Merkmalen der Seitenwand 18, besonders den Merkmalen
der Aussparungen 20, diese Festigkeitserhöhung kleiner
oder größer sein.
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Die
Aussparungen 20 weisen den weiteren Vorteil auf, dass sie
eine ergonomische Greifoberfläche
für einen
Benutzer bieten, um den Becher 10 zu greifen, was ein Vorteil
gegenüber
runderen Gestaltungen ist. Die mit einer Kontur versehene Oberfläche, die
durch die Aussparungen 20 geschaffen wird, bringt bequem
eine Vielfalt von Handpositionen unter. Zusätzlich begünstigen die Aussparungen 20 das
Greifen durch die Fingerspitzen, wodurch eine minimale Kontaktfläche zwischen
den Fingerspitzen und dem Becher 10 geschaffen wird. Dies
kann für
die Einschränkung
der Wärmeübertragung
zwischen dem Becher 10 und der Hand des Benutzers vorteilhaft
sein, wenn ein unangenehm kaltes Getränk in dem Becher 10 gehalten
wird. Ferner sind, wie oben beschrieben, die Aussparungen 20 glatt
und bogenförmig
ausgebildet, wodurch ein angenehmes Gefühl geschaffen wird, wenn sie
gegriffen werden. Jedoch können
die Aussparungen 20 auch Kanten oder andere reibungsvergrößernde Strukturen
enthalten, um ein Rutschen zu verringern, wenn der Becher 10 gegriffen
wird. Schließlich
ist es vorteilhaft, dass die Aussparungen 20 die angenehmsten
Punkte zum Greifen des Behälters
bieten, weil sie, wie oben erörtert,
die stärksten
Abschnitte der Seitenwand 18 sind.
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Die
bogenförmigen
Abschnitte 23 des ringförmigen
Absatzes 22 und die abgeschrägten Abschnitte 27 des
unteren Abschnitts 26 bieten den zusätzlichen Vorteil der Stabilisierung
des Bechers 10, wenn er in der Hand des Benutzers ist.
Solch ein Mittel zur Stabilisierung des Bechers 10, wenn
er durch einen Benutzer gehalten wird, ist wünschenswert, um die kommerzielle
Anziehungskraft des Bechers 10 zu erhöhen. Der bogenförmige Abschnitt 23 kann
verwendet werden, um die Stabilität zu erhöhen, indem der Benutzer eine
Fingerspitze unterhalb des bogenförmigen Abschnitts 23 platziert,
wenn er den Becher 10 hält.
Wenn die Fingerspitze (vorzugsweise des kleinen Fingers oder des
Ringfingers) unterhalb des bogenförmigen Abschnitts 23 liegt, sitzt
der ringförmige
Absatz 22 auf der Fingerspitze, wodurch der Fingerspitze
ermöglicht
wird, sowohl vertikale Kraft als auch Drehhebelkraft auf den ringförmigen Absatz 22 auszuüben. Der
abgeschrägte
Abschnitt 27 bietet eine Kontaktoberfläche für die Fingerspitze, wodurch
die Stabilität
des Bechers 10 weiter erhöht wird. Diese Merkmale ermöglichen
dem Benutzer, einen besseren Griff auf dem Becher 10 zu
sichern, sowie eine größere Kontrolle über den
Becher 10 aufrecht zu erhalten, besonders wenn der Benutzer
ausrutscht oder zufällig
angestoßen
wird, wie zum Beispiel bei einer gedrängten Party.
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Die
vorliegende Erfindung kann in jedem einer großen Anzahl von Behälteraufbauten,
nur durch den Umfang der Ansprüche
beschränkt,
ausgeführt
werden.
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Der
in 14 bis 19 gezeigte
Behälter
ist allgemein ein thermogeformter Trinkbecher mit einem durch einen
runden kreisförmigen
Rand 114 definierten offenen oberen Ende 112,
einem Boden 116 und einer Seitenwand 118, die
sich zwischen dem oberen Ende 112 und dem Boden 116 erstreckt.
Wie die bevorzugte Ausführungsform,
weist die Seitenwand 118 zwei längslaufende bogenförmig ausgebildete
Aussparungen 120, einen ringförmigen Absatz 122,
der zwischen den Aussparungen 120 und dem Boden 116 angeordnet
ist, und drei ringförmige
Rippen 124, 128 auf. Diese Ausführungsform
beinhaltet einen unteren Abschnitt 126, der sich zwischen
dem ringförmigen
Absatz 122 und dem Boden 116 erstreckt und zwei
abgeschrägte
Abschnitte 127 aufweist, die mit den längslaufenden Aussparungen 120 ausgerichtet
sind, wobei die Aussparungen 120 an dem ringförmigen Absatz 122 abschließen. Ein
maßgeblicher
Unterschied ist das Fehlen von bogenförmigen Abschnitten in dem ringförmigen Absatz 122.
Ein zweiter maßgeblicher
Unterschied ist die allgemein elliptische Form des Bodens 116,
der Bodenaussparung 132, des unteren Abschnitts 126 und
des ringförmigen Absatzes 122,
im Gegensatz zu der kreisförmigen
Form der bevorzugten Ausführungsform.
Diese elliptische Form weist zwei Vorteile auf. Der erste ist, dass
sie Festigkeit und Steifheit in den Aussparungen 120 durch Verringerung
des Krümmungsradius
nahe den Aussparungen 120 erhöht. Der zweite Vorteil ist,
dass, wie oben erörtert,
die elliptische Form ein weiteres Mittel zur Gewährleistung eines geeigneten
Ineinandersteckens darstellt.
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Der
in 20 bis 23 gezeigte
Behälter
ist auch allgemein ein thermogeformter Trinkbecher 210 mit
einem durch einen ringförmigen
Rand 214 definierten offenen oberen Ende 212,
einem kreisförmigen
Boden 216, der eine kreisförmige Bodenaussparung 232 aufweist,
und einer Seitenwand 218, die sich zwischen dem oberen
Ende 212 und dem Boden 216 erstreckt. Die Seitenwand 218 dieser
Ausführungsform
beinhaltet einen unteren Abschnitt 226, der sich zwischen
dem ringförmigen
Absatz 222 und dem Boden 216 erstreckt, und drei
ringförmige
Rippen 224, 228, und die Aussparungen 220 schließen an dem
ringförmigen
Absatz 222 ab. Der maßgebliche
Unterschied ist, dass die Seitenwand 218 eine größere Anzahl
von bogenförmig
ausgebildeten längslaufenden
Aussparungen 220 beinhaltet. Die Anzahl der längslaufenden
Aussparungen 220 liegt im Allgemeinen in dem Bereich von
2 bis 12, aber ist vorzugsweise 12, wie in 22. Bei
einer anderen Ausführungsform
weist der Becher 10 nicht weniger als 20 Aussparungen 20 auf.
Jedoch ist die mögliche
Anzahl von Aussparungen 220 nicht durch den Umfang der
vorliegenden Erfindung beschränkt,
sofern sie nicht ausdrücklich
beschränkt
ist, sondern nur durch die Technologie und Anwendbarkeit beschränkt. Am
Wichtigsten ist, dass die optimale Anzahl von Aussparungen von der
Größe des Behälters und
der Breite der Aussparungen abhängt.
Vorzugsweise weist der ringförmige
Absatz 222 dieser Ausführungsform
keine bogenförmigen Abschnitte
auf und weist der untere Abschnitt 226 keine abgeschrägten Abschnitte
auf.
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Die
große
Anzahl von längslaufenden
Aussparungen 220 ist aus drei Gründen vorteilhaft. Der erste Grund
ist der große
Grad an Festigkeit und Intaktheit, welcher der Seitenwand 218 durch
das Vorhandensein der großen
Anzahl von Aussparungen 220 verliehen wird. Die dicht beabstandeten
Aussparungen 220 unterbrechen jede auf die Seitenwand 218 übertragene
Energie so schnell, dass die Seitenwand 218 Druck an jeder beliebigen
Position sehr wenig "nachgibt". Der zweite Grund
ist die durch die Aussparungen 220 geschaffene ergonomische
Vielseitigkeit, die dem Benutzer eine große Anzahl von möglichen
Positionen zum Halten des Bechers 210 gibt. Der dritte
Grund ist, wie oben erklärt,
dass die Verwendung einer großen
Anzahl von Aussparungen 220 bei einem dünnwandigen Behälter ein
effektives Mittel zur Gewährleistung
eines geeigneten Ineinandersteckens der Behälter ineinander ist.
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Die
vorliegende Erfindung wurde hauptsächlich zur Verwendung bei thermogeformten
Trinkbechern entwickelt. Jedoch sind die Grundsätze der vorliegenden Erfindung
vorteilhaft, wenn sie auf eine Vielzahl von anderen Arten von Behältern angewendet
werden. Trinkbecher aus jeder Art von Polymer, wie zum Beispiel durchsichtigen,
undurchsichtigen oder gefärbten
Kunststoffen oder Schaummaterialien, können gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden, so wie Becher aus Nicht-Polymer-Materialien. Viele
Arten von Behältern
außer
Bechern können
auch von der Verwendung der offenbarten Merkmale profitieren.
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Obwohl
spezielle Ausführungsformen
veranschaulicht und beschrieben wurden, sind zahlreiche Abwandlungen
möglich.
Dementsprechend wird der Umfang dieses Patents nur durch den Umfang
der angefügten
Ansprüche
beschränkt.